時間：2023-03-21 17:04:55
導語：在機械加工工藝論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
在討論誤差形成原因之前，我們需要了解誤差的概念。所謂誤差，當是實際值與真實理想值之間的偏差，在機械制造中，可以看作是設計的真實值與實際操作所得到工件的實際值之間的偏差。在加工前，工件都有一個理想的標準，而實際操作中，或多或少的一些原因將會導致實際的加工件與理想完美狀態的成品之間不是完美一致的，只是很大程度上的相似，誤差的大小實際上就是這個相似度的程度。
1.1理論誤差
由于我們在機械加工時，采取的是近似的加工運動，或者是采用了近似的切削刀具。這加工運動和近似的刀具，本身就與理想狀態下的設計標準值存在著一定的誤差，由它們通過加工得到的工件，顯然，誤差不可避免的存在了。
1.2安裝誤差
實際安裝過程中，也會產生安裝誤差，它主要由兩個方面組成：定位誤差和加緊誤差。所謂定位誤差，即是指基準不重合誤差與基準移位誤差的向量和。在實際的機械加工過程中，設計基準若是與定位基準不一致，就會導致基準不重合誤差；而在實際安裝過程中，有時候因為工具本身或者是操作的問題，會出現基準移位，也將引起誤差。我們將這兩種誤差的向量和定義為實際的安裝誤差。所謂夾緊誤差即是指加工過程中，由于夾具夾緊工件的力，作用到工件身上，使得工件受力發生形變，引起誤差。
1.3調整誤差
機械加工過程中，出于保證尺寸精度的目的，一般會采用試切法或者調整法，而采用這些方法的同時，也伴隨著調整誤差。試切法的調整誤差主要是由于操作時的測量誤差、機床微量進給誤差以及工藝系統受力變形產生的誤差引起的。調整法的誤差形成原因可能性比較多，一般微進給量誤差或者實際操作中的“爬行”都會引起調整法的誤差；此外，調整機構的制造誤差或者對刀時的誤差等都可以造成調整法的誤差。
1.4測量誤差
這類誤差主要是由于加工過程中采用測量儀器的精度問題引發的，另外測量人員的觀測也會引起誤差。
1.5機床誤差
常規情況下的機械加工多數是通過機床來操作的，但是機床作為一件加工道具，它本身也是存在著誤差的，顯然，由本身存在誤差的機床作為加工刀具來加工機械產品，生成誤差也就無可厚非了。機床的誤差一般是構成它的幾個要素的誤差綜合影響的結果。機床在工作時，主要是通過主軸的旋轉運動來實現的。這里就產生了一個問題：主軸轉動時，由于軸本身的制造因素以及裝配上的間隙，加之在持續運動過程中可能存在的振動現象，這些都將導致軸的回轉中心不是一條直線。這種呈現略微波動的現象使得工件在加工時不可避免要產生誤差。
1.6夾具及刀具誤差
顧名思義，這種誤差分別是由于夾具和刀具各自的誤差引起。夾具誤差除開夾具本身的制造誤差，還受定位、對刀以及安裝裝配等的影響。刀具誤差的產生主要是刀具本身制造存在問題，另外經常性的切削也會使其產生磨損。
1.7工藝系統變形誤差
工藝系統變形誤差主要有兩種情況，一為受力變形，二為受熱變形。受力變形主要是因為機床的零部件、刀具以及工件本身的剛度問題，使其在受到一定程度的力的時候發生形變；受熱變形即是在加工的時候，機床或者刀具受熱發生變形，由此造成誤差。
1.8操作
這種是常見的，由于操作人員的素質高低不同，由他們加工出來的工件存在著誤差也就不足為奇了。
2.減少誤差的方法
無論從生產需求還是加工初衷上來看，我們都希望得到零誤差的完美成品。可是，大量的經驗告訴我們，機械制造過程中，不可能產生百分之百零誤差，不管多么精密的儀器，多么科學嚴謹的操作手法，誤差都不可避免的存在著。所以，在實際加工中，我們只能退而求其次，力求最大限度地減少誤差，使之盡量契合設計上的完美狀態。針對上述誤差產生原因，給出對應的解決方法。
為了減少理論誤差，我們可以采取CAD/CAM技術，這一點在現代加工中也越來越較多應用；安裝時，要做到基準重合、基準統一，夾緊時，準備計算夾緊力，確保工件剛度；針對調整誤差，對于測量儀器，我們得定期檢查及修理，確保其精度符合實際，機床要進行良好的保養，保證其微進給量，對刀、定位等都要精準，此外，加工工藝參數一定要正確選定；測量時為了盡量使觀測值準確，在選取高精度的測量儀器的同時，一個好的測量方法的選擇也是非常重要的；機床存在誤差的，要針對性地解決，機床零部件要按時整修，一定要保證機床的運動精度，可以縮短傳動鏈，控制裝配的間隙；夾具本身精度及粗糙度一定要過關，設計要合理，確保其剛性；刀具使用上，要合理地選擇進給量及吃刀量，粗、精加工得分而論之，充分發揮冷卻液的作用；針對工藝系統的變形，由受力引發的需保證剛度，受熱引發的需要確保恒溫精度，此外要正確制定加工工藝參數；粗、半粗加工前要去除內應力，精加工前進行時效處理；對操作人員進行技能培訓，保證在工人素質這一塊盡量少誤差。除了上述方法，很多情況下，我們會采取誤差補償來減少誤差。所謂誤差補償說的是人為制造誤差用以抵消或者補償加工過程中原有的誤差，從而達到減少誤差的目的。如過能正確地利用好誤差補償，在減少誤差的問題上將可以提供很大幫助。
3.結語
摘要：根據小機車箱體的技術要求和中批量生產類型，制定了小機車箱體的機械加工工藝過程，設計各加工工序，包括各加工面的加工方法、加工方案和切削用量的選擇。對加工精度要求高的孔采用粗鏜—半精鏜—精鏜的加工方法，平面的加工采用粗銑－精銑的方法。同時設計了箱體加工過程中要用到的銑夾具、鉆夾具和鏜夾具。并且闡明了工藝路線的確定原則，并對工藝路擬定中的工藝設計問題進行了討論。
關鍵詞：箱體0件；加工工藝規程設計。
Technique Design on A small locomotive Abstract：According small locomotive carriage technical requirements and the type of mass production, the development of small locomotive box machining process, the design processes, including the machined surface processing methods, processing programs and cutting the amount of choice. On the processing requirements of high accuracy using rough hole boring - boring - precision-machining of precision boring, Plane processing using Rough Milling-precision milling method. Meanwhile designed box processing with the fixture milling ， drilling and boring jig fixture. And clarify the process to determine the line of principle, and road development process，the process design problems were discussed.
Keywords: A carriage parts ; the Process of craft design rules.
包括：畢業設計圖紙、畢業論文、機械加工工藝過程卡、0件工序卡
作者：馬玉瓊 單位：滄州師范學院
高等職業教育職業能力培養的有效方法
案例分析教學法案例分析教學法的核心是教師要在教材中講解基本原理、方法以后,搜集和編寫案例.教師向學生提示處理案例的要點和難點,給學生提供線索讓學生去搜集、查閱相關資料分析案例,教師適時給予必要的指導,從而使學生學會運用基本理論、原則及方法解決實際問題,培養其實際工作能力.案例分析教學法從總體上來說是一種歸納模式,通過案例來學習解決實際問題的原則和處理方法.例如在《機械制造技術》這門專業課中,工藝規程的制訂是課程的主線,在教學過程中,我們選擇中國一拖公司的連桿、變速箱體等典型零件的加工工藝規程的制訂作為案例,讓學生自己動手,編制機械加工工藝規程,然后師生共同討論,教師點評,選擇最佳方案.在畢業實習中到生產現場了解現行的工藝方案,與自己制訂的方案進行比較,找出自己方案的優缺點,分析現行方案的不足之處,讓學生知道工藝方案不具備唯一性———制訂工藝方案的原則是在滿足使用要求的前提下,提高效率,降低成本.只要符合上述要求,制訂的工藝方案即為最佳.通過此類案例教學,使學生了解工程實例及其處理方法,吸取現行案例成功的經驗,學會因地、因時制宜,科學、合理地處理實際工程問題,提高了學生分析問題、解決問題的能力.項目化教學法項目化教學法即將某門或幾門專業課程按類別分成若干技術或技能單元,每個技術或技能單元為一個教學項目,實行理論實踐一體化的單元式教學模式.每一個項目都應最終實現該項目的考核目標.以機制專業作為我們的試點專業,具體作法是:在實習實訓教學過程中,把熱加工方法、熱處理方法、車削加工、銑削加工、數控加工及其他加工方法分別作為不同的項目,把相應的理論知識融入到實訓當中進行現場教學,實現理論與實踐教學的一體化.這種教學方法,變抽象為具體,增強了學生的學習興趣,提高了學生的應用能力.這種教學法還解決了專業知識多、課時少的矛盾,使課本上的基本知識與基本技能得到有機的整合,用較短的時間完成了預定的教學目標,收到很好的教學效果.2.3課題教學法課題教學法是由教師根據教學目標給定課題方向,學生去查閱相關資料和參考現場條件,在教師的指導下,完成研究課題,寫出綜合實訓報告或完成課題論文,達到教學目的的教學方法.通過這種方法,能使學生學會科學合理地運用所學的知識,創造性地完成相關課題,增強學生的動手能力、自主決斷能力和知識的運用能力.課題教學法的結構程式是:依據教學目標選定課題(教師指定或自主選擇)—結構設計—完成制造—完成課題論文、綜合實訓報告.以筆者所在院系為例,本系根據教學目標要求,在教學計劃中安排了七周綜合實訓,其中兩周為生產實習,到生產現場了解典型零件的用途及機械制造工藝與工裝結構,在教師的指導下,選擇合適的設計課題.學生利用剩余五周時間完成典型零件的工藝設計,從工藝過程中選擇典型工序,設計專用夾具,拆出專用夾具的所有非標準零件圖,分別編制其工藝規程,然后從市場調研分析著手,選擇購置毛坯材料,進行非標準零件的加工制造,完成專用夾具的裝配調試,最后完成課題論文或綜合實訓報告.課題教學法可以激發學生的學習欲望,調動學生學習的主動性、積極性和創造性,鍛煉學生的實際工作能力,提高學生的綜合素質.目標教學法目標教學與教學目標是兩個完全不同的概念,教學目標僅僅是課程設置的一部分,在教學過程中起定向作用;目標教學是完成一系列教學任務和教學活動、達到教學目標的一套教學模式,為提高教學質量而設計的具有獨特性的教學范型.它的實施程式為:設置教學目標———實施教學活動———反饋評價教學結果———修正、補救教學偏差———實現教學目標.具體實施過程是:以教學目標為導向,確定設計課題;根據題目的難易程度和工作量的大小,分成若干個課題小組,工藝實施過程及工裝設計方案由小組成員共同協商、討論,確定多個設計方案,然后與指導教師共同分析,確定最佳方案;具體制造和裝配、調試過程由小組成員分工合作,共同完成.學生課題的質量由專家組綜合評價;專家肯定成績,提出缺點,讓學生及時改正,最終達到全面提高教學質量的目的.
高等職業教育職業能力培養的效果分析
通過職業能力訓練,培養學生從業的基礎能力,使學生提高對所學專業的認識和對專業的興趣.通過開發性的綜合實訓,達到了培養目標所要求的基本技能;培養了學生的創新精神和創業能力;培養了學生的團結協作能力和社會協調能力.將知識、技能、經驗等能力要素轉變為一定的從業能力,再通過產學結合回歸于實際工作中,最終使理論、經驗及各項技能得以升華為職業能力.培養綜合職業能力通過七周的綜合實訓,經過師生的共同努力,設計并制造出典型的工藝裝備———某設備的專用夾具,學生具備了編制、實施機械制造工藝能力和設計一般工藝裝備的能力,簡單機械設備的安裝、調試、維護的基本能力,機械加工質量分析的初步能力,以及計算機操作及使用本專業CAD/CAM實用軟件的基本能力,完成了從單純注重培養學生的專門技能和專業能力向注重培養學生的社會適應能力和綜合職業能力的轉變.人才培養目標向多元化整合型方向發展,呈現由學科本位向能力本位發展的趨勢.培養創新意識和立業創業能力在給出設計課題時,要求學生運用所學知識自己動手設計機構運動方案、手工繪圖或計算機繪圖、按規范要求編寫設計說明書.在綜合實訓的實施過程中,盡量樹立創新意識,進行創新思維能力的訓練,力求做到:每個學生獨立完成實訓環節的某項任務;學生在實訓中遇到問題,指導教師不是簡單地告訴學生自己的想法,而是積極啟發學生的思路,鼓勵學生動腦筋、想辦法,創造性地解決問題,讓每個人最大限度地發揮自己的主觀能動性,重點培養學生的創新意識和立業創業能力.培養團結協作能力和社會協調能力綜合實訓的每一課題由一個課題小組共同完成,小組成員有分工有合作.專用夾具整體方案的設計實施、整機的裝配由課題組同學共同完成.另外每人必須負責部分零件的工藝實施,其實施的結構程式為:制定零件的加工工藝規程———購買材料———機械加工.學生從設計開始,注意市場調查,了解金屬材料的結構形狀,便于設計出合理的結構;學生自己聯系加工設備,完成零件的加工,進而根據裝配工藝完成裝配過程.通過真題綜合實訓,讓學生感受、理解專業知識的應用過程,培養他們收集和處理信息的能力和獲取新知識的能力;培養他們分析和解決實際問題的能力,培養團結協作能力和社會協調能力,最終培養出適應社會、富于團隊精神的實干家.
[關鍵詞]大學生 實綱 校外實習實踐
[中圖分類號] G642.44 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）18-0083-02
一、實習意義、目的基本介紹
為了落實湖北工業大學“721人才培養”以及“拔尖創新型人才培養”的教學改革指導精神，并具體實施 “卓越工程師計劃”，本項目特設計和開展了機械學院創新班入駐企業實踐4個月的實習環節。
本實習的目的是通過企業實踐環節的鍛煉，使學生具備基本的機械設計、機械制造、機電產品設計開發、設備調試運行的能力；具備發現問題、分析問題、解決問題的能力；具備開闊的技術領域視野、工程創新思維和能力；具備交流溝通能力和團隊合作意識。通過企業實踐環節的鍛煉，培養出適應機械行業發展要求，能勝任機械科學研究、產品開發、制造服務等領域工作的，敬業精神強、團隊意識好、創新能力突出，具備國際競爭力的卓越工程師。
二、實習的目標和要求
學生經過在長機科技為期4個月的實習，需達到幾個方面的目標，具體如下：
（1）熟悉相關齒輪系列機床零部件及整機的制造、裝配過程及其所用技術文件，深入分析典型零件的機械加工工藝過程及其所在部件的裝配工藝過程。
（2）理解相關齒輪系列機床的控制系統、冷卻系統、系統的組成及工作原理。
（3）認識和理解熱加工和冷加工的典型方法，了解典型零件的加工工藝和生產管理過程。
（4）深入認識各車間主要機械（機電）設備、夾具、刀具、量具，掌握其基本操作及用途，理解其工作原理及運行方式。
（5）了解機械工業的現狀和發展動向，包括新材料、新工藝、新技術、新裝備、新標準、新設計思想。
（6）學習企業的先進技術和先進企業文化，參與企業技術創新和工程開發。
（7）通過“項目式設計、開發”實踐，提高學生制圖、計算校核、查閱、運用資料等機械設計能力，了解從毛坯、加工、質量檢驗等產品制造過程；提高學生工程實踐及創新能力，為學生今后從事生產制造、技術研發打下良好的基礎。
三、實習具體計劃安排
實習分兩個階段：
（1）機、電車間實習階段，分4個小組，在5個分廠輪換實習，包括機械分廠、機床分廠、實驗分廠、機加工分廠、研究院。由車間技術骨干擔任指導教師。實習進程如表1所示，同時以機加工車間為例，具體實訓內容、計劃如表2所示。
（2）研究院實習階段，重新分3個小組，分別在研究院的機械設計、加工工藝、電控科室進行項目設計、開發實踐，由研究院工程技術人員擔任導師。表3為研究設計院具體實踐安排。
五、結語
本文對校外實踐教育的意義、目的，內容、要求，以及實踐形式、組織安排及考核標準，進行了介紹。由于篇幅有限，只能粗略介紹了大綱的主體內容、基本思路、主要脈絡。但從實習計劃安排上，對每位學生每天的工作內容及考核目標，在本文中有具體而詳盡的介紹。從最終實習效果來看，本教學實踐大綱的設計和安排是合理、可行的，值得機械類工科大學生實習實踐所借鑒。
關鍵詞：課程教學；教學方法；專題驅動
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）16-0069-02
機械制造工程學是研究機械加工機理與規律、工藝系統的組成與功能的一門科學，是機械工程專業的主干必修課程。通過本課程學習，使學生掌握機械制造工程的基本概念、基本原理與方法，了解現代機械制造技術領域的最新發展，學會用工程技術手段分析、解決生產過程中的質量、效率等問題，成為機械制造工程領域的高素質、創新型人才。機械制造工程學課程內容是由原機械制造專業三門課程（切削原理及刀具、機床及夾具、制造工藝學）整合而成。從培養學生在機械制造方面的綜合素質出發，以機械制造工藝為主線，以優質、高效、低成本為目標，將加工原理、加工質量控制、加工工藝與裝備等有機結合，形成寬結構、重素質、強實踐的課程結構體系。由于本課程涉及知識面寬、內容多、學時又不斷壓縮，造成教學過程的教與學“兩方為難”的現實。一方面，教師面對諸多內容存在講授知識取舍的難題。另一方面，由于培養方案中課程教學進程的安排問題使學生知識鏈不夠完整，對所學內容理解存在一定難度。教師如果采取“滿堂灌”的教學方法講授課程內容，學生在學習過程中會感到枯燥，學習積極性不高。而且，如果教學過程仍然停留在書本的知識上，不利于拓寬學生的視野、提高學生的工程素質和創新能力。如何完成教學目標并取得較好的教學效果，一直是教學一線老師和教學參與者不斷探索的課題。就本課程的教學改革，相關教師在優選教學內容、改進教學手段（如多媒體課件、教具等）兩個方面做了許多有益的嘗試[1-5]。在國家實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”，建設“研究型大學”的背景下，研究新的教學方法對提高課程教學質量和人才培養質量具有重要意義。
一、基于建構主義學習理論[6]的“專題驅動式”教學法
建構主義教學觀認為：（1）學生是教學情境中的主角，教學情境中要尊重學生的主體性，學生只有在成為教學情境中的主角以后，才會積極主動地參與教學過程。（2）教學是激發學生建構知識的過程，獲取知識是學習者自我建構的結果，教學不只是傳授、灌輸知識的活動，更重要的是激發學生建構知識的過程。（3）教師是學生學習的引導者和輔助者。過去人們一直期待教師“傳道、授業、解惑”，所以在傳統教學實踐中，教師多是知識的傳授者、班級的管理者。但在建構主義看來，教師的價值則體現在能否激發學生以主動思考、探究、合作的方式學習，教師應是學生的引導者、輔助者或咨詢者。“專題驅動式”教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法，它將以往以傳授知識為主的傳統教學理念，轉變為以分析、解決問題為主的多維互動式的教學理念。學生的學習不單是知識由外到內的轉移和傳遞，更應該是學生主動建構自己的知識經驗的過程。學生帶著真實的專題任務在積極探索中學習，在這個過程中，學生會不斷地獲得成就感，更大地激發他們的求知欲望，從而培養其獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。在機械制造工程學課程教學中開展“專題驅動式”教學法實踐，就是在講授課程基本內容的前提下，選擇適合深入研究（設計）的內容（包括由于課時限制，課堂不講的課程內容），以不同形式的專題，提供給學生個人或團隊自主研究。通過相關文獻資料的檢索、調研、試驗、設計計算等過程，培養學生綜合利用相關知識、手段和技能，分析解決生產實際問題的能力。以期做到：專題驅動興趣、專題驅動創新、專題驅動能力、專題驅動發展。
二、課程專題的規劃設計與實施
機械制造工程學課程圍繞機械制造工程各主題，系統構筑機械制造基礎知識體系結構，主要內容包括：金屬切削加工的基礎知識、金屬切削過程的基本規律、機床與刀具、機械加工精度、機械加工表面質量、機械加工工藝規程的制訂、工件的安裝與夾具、機器裝配工藝等。根據以上課程內容，建立了一定容量的專題庫。考慮到學生的興趣和擅長，做到因材施教，將專題設計為學術研究型（A）和工程應用型（B）兩類。前者主要側重分析、研究制造過程中機理、基本規律以及加工質量的控制；后者主要側重工藝參數設計計算及優化、工藝規程與工裝的設計。在課程學習過程中，學生根據個人興趣和擅長，從專題庫中選擇某一專題開展研究（設計），并利用業余時間完成。課程結束后一周內提交研究論文、報告、圖紙、工藝文件等，論文、報告題目可根據專題內容自擬。可以將與兩個內容相關的簡單專題融合為一個專題研究；有一定難度的專題可以2人一組共同完成；同一專題重復研究不超過3組（應體現不同的視角、不同的方法、不同的方案）。各班學習委員要掌握專題的選擇動態，課程結束前將專題選擇結果報給任課老師。在課程結束后，教師根據專題完成情況選擇一定數量的專題，組織同學匯報并點評。專題完成的質量將以一定的比例記入課程成績。
三、“專題驅動式”法教學效果
通過“專題驅動式”教學法在機械制造工程學課程中的實施，取得了較好的教學效果。“專題驅動式”教學方法改變了以往“教師講，學生聽”的被動學習模式，形成了學生主動參與、探索創新的新型學習模式，激發了學生的學習興趣，培養了學生分析問題、解決問題的能力以及相互協作的能力。部分學生提交的專題研究論文（設計）報告質量較高，下面是教學中的幾個例子。例1：定位誤差的分析與計算是機械制造工程學課程教學中的重點內容。按照定義，定位誤差等于基準位移誤差與基準不重合誤差之和。當定位方案比較復雜時，按定義求某工序的定位誤差比較麻煩、容易出錯。教學中引導學生定位誤差溯源，提出用圖解法分析、計算定位誤差，即在夾具定位元件約束的情況下，根據工件各定位表面相關極限尺寸的組合，找出工序基準的兩個極限位置，再根據加工工序要求得到定位誤差，教學中收到很好的效果。例2：學生通過文獻檢索、調研參觀后撰寫的“箱體類零件孔系加工方式與加工精度分析”專題論文，總結了箱體零件的孔系結構（平行孔系、同軸孔系、交叉孔系）以及相應的加工方法，針對同軸孔系，系統分析了鏜孔時的受力變形、鏜桿與導套幾何形狀精度及配合間隙以及鏜削方式（懸臂鏜、支承鏜，鏜桿送進、工件送進等）對加工精度的影響規律，論文具有較高的學術水平。
在機械制造工程學課程教學過程中，我們總結的教學原則是：基本知識通過課堂講授完成，重要知識點通過習題鞏固，系統知識通過章節總結形成，綜合創新能力通過專題驅動。課堂講授采用啟發式互動式教學，培養學生提出問題、思考問題、解決問題的習慣，為實施“專題驅動式”教學打下基礎，使各環節形成有機聯系的整體，從而取得滿意的總體教學效果。
參考文獻：
[1]張樹仁，劉薇娜.“機械制造技術基礎”課程教學方法的探索與實踐[J].中國大學教學，2012，（10）：65-66.
[2]汪木蘭，周明虎，李建啟.以項目教學為載體制訂先進制造技術卓越工程師培養方案[J].中國現代教育裝備，2010，（12）：15-19.
[3]曹翌.基于任務驅動式教學的學生綜合能力培養[J].職業技術教育，2009，（20）：39-40.
[4]邱芳，劉延霞，馬廣勇.高職《機械制造基礎》課程教學改革探索[J].職業教育研究，2012，（9）：91-92.
【關鍵詞】微流體;水銀開關;制作工藝
1.微開關的發展
自Frobenius在1973[1]年首先制作出一種金屬懸臂梁型加速度開關以來，已經出現了各種不同的MEMS加速度開關。在工作原理上可以分為兩類：一類是準靜態開關，該開關結構是通過彈性結構連接一個質量塊，并將質量塊作為一個敏感質量和可動電極，根據牛頓第一定律，當所受的加速度達到一個預定閥值時，質量塊受力作用，克服彈性恢復力，發生位移達到一個預設位置，并與一個定電極接觸，從而觸發電信號，導通電路使開關工作，開關閾值由慣性力和彈性恢復力之間的線性關系確定。這種開關對于工藝容差要求嚴格，精度較低，閾值范圍局限在低頻低量程加速度范圍內，測量能力和環境適應能力較弱，容易造成開關失靈或誤操作，并且此類開關測量閾值單一，難以實現智能化集成。另一類開關是動態開關，這類開關受慣性力，彈性恢復力，應力和靜電吸引力等多個力共同作用。加速度閾值通過動態方程計算分析確定，因而這種開關具有動態信號的測量能力。
圖1.1 微加速度開關結構示意圖
加速度開關是感受加速度的重要慣性器件，為了滿足控制系統的保險功能要求，加速度開關應具備體積小、機械接觸可靠、允許通過電流大、精度較高等特點。傳統的加速度開關采用精密機械加工，存在體積較大、抗震能力較弱等不足。因此，迫切要求研制新型的微加速度開關。其中如準LIGA[2]技術因簡單易行，只需通過厚膠光刻和微電鑄工藝即可實現慣性器件的制作而被采用。該技術采用紫外光曝光，由于不必使用同步輻射光源，所以研制成本較低，同時以金屬鎳為材料，使得器件本身可作為電極導電并通大電流。
微流體加速度開關是一種受加速度控制的開關量傳感器。它可以作為控制開關使用，也可以用來提供開關量信號。隨著微機械加工技術在傳感器領域中的應用和推廣，已經出現了不同類型的微加速度開關，這些開關根據用途的不同而具有不同的結構形式。本文中以水銀為介質的微加速度開關，利用在常溫下水銀是液態金屬、表面張力大的特點，構成對加速度敏感的液體電極，水銀電極與固定電極組成加速度開關，它的抗載能力不受元件（水銀）強度的限制，因此過載量程比可以極大提高。
2.水銀加速度開關原理
2.1 結構組成
2.1.1 基板結構
基板為左右對稱結構，如圖2.1所示。正向加速度閥門開啟使水銀流動，反向加速度閥門關閉使水銀不流動。在硅基板上刻蝕出水銀儲放腔體、水銀微通道和氣體微通道，保留通道壁突臺和腔體外框突臺。水銀張力膜將流體區域分隔為水銀腔和氣體腔，兩通道壁所夾下部區域構成水銀微通道，腔體外框、通道壁和閥門間的縫隙構成氣體微通道。
2.1.2 蓋板結構
蓋板與基板鍵合封裝，形成矩形儲液腔和矩形微通道。在基板/蓋板/基板與蓋板的水銀通道位置制備電極，水銀張力膜隨加速度的變換發生位移，通過水銀的流動使電極導通或斷開。
圖2.1 加速度開關結構示意圖
2.2 工作原理
為保證開關系統具有鎮定性，必須設置微流體閥門。當載體的加速度為-am
當載體發生正向加速度g≤a≤10g時，閥門開啟。水銀所受慣性力和水銀腔表面張力的驅動，克服水銀與通道壁間的粘性剪應力和微通道表面張力的阻力，使水銀觸點發生運動。系統處于載體慣性力、流體慣性力、表面張力和流動粘性力的動態多力平衡狀態。當載體加速度達到10g時，水銀觸點恰好到達接通電極的位置，使開關閉合。由于該多力平衡系統具有極強的鎮定性，即使當載體加速度時，觸點與閥門的位置差趨于零，無須正向限位。
在載體加速度由10g降低至1g的過程中，開關處于斷開過程。首先加速度降至9.9g時，精準的觸點結構設計可保證開關在準確的位置斷開。然后，在加速度由9.9g降至或低于1g的過程中，出于觸點斷開、閥門開啟狀態。當加速度繼續降低時，閥門關閉，開關恢復到初始限位狀態。
2.3 微尺度效應對微流體的影響
當流道和型腔特征尺寸小于1mm時[3]，支配流體流動的物理環境及其自身特性發生變化，探明微尺度條件下流體的流動特性對微納零件的制造與微機械裝置控制系統的設計十分重要。在有關微流體流動行為的研究中，J.Pfahler[4]等。考察了流體在硅材料矩形微流道中的運動特性。以丙醇（N-Propanol）為實驗流體，矩形截面尺寸寬×高分別為135×53，100×1.7，100×0.8的微流道所作的實驗結果表明：在截面尺寸相對較大的微流道中流體的運動規律與Navier-Stokes方程式相吻合;而當矩形截面流道深度H降至0.8時，試驗結果偏離Navier-Stokes方程的計算結果。李勇[5]等以微圓管為對象，研究了用Navier-Stokes方程描述微流體運動特性的適用性。結果表明，對于運動粘度為2.6×10-6m2/s的硅油，當圓管直徑降至4.5時，Navier-Stokes方程不再適用;對于管徑為11.2的流道，當流體的運動粘度為4.3×10-4m2/s時，流量與壓力損失仍呈比例關系。江小寧[6]等研制了一套測量微尺度流動流量的系統，并測量了管徑為8，14和24圓管流道內流體流量與壓力損失的關系。結果表明，在這樣的條件下，流體依然不可壓縮連續流動，且實驗結果與Navier-Stokes方程式的描述十分接近。
在微流體流動過程中，由于微尺度效應作用，表面力作用增強，粘性力遠遠超過慣性力，流道直徑減小導致微流體雷諾數減小，沿程阻力系數增大，且微流道的長徑比增大。
3.擬采用制作工藝
3.1 硅基微機械加工技術
硅基微機械加工技術[7]包括體微機械加工技術、表面微機械加工技術、以及復合微機械加工技術等。體微機械加工技術是將整塊材料如單晶硅基片加工成微機械結構的生產工藝。通常，機械結構的形成要經歷選擇摻雜和結晶濕化學腐蝕兩道工序。和微電子生產中的亞微米光刻工藝比較，這些工藝尺度相對大而粗糙，線度變化在幾微米到幾百微米之間。通過機械結構的干化學腐蝕將單晶硅做成零部件也可使體微機械加工具備更好的尺度控制。體微機械加工的一個主要優點是它可以相對容易地制造出大質量的零部件，缺點是它很難制造精細靈敏的懸掛系統。另外，由于體微機械加工工藝無法做到零部件的平面化布局，因此它不能夠和微電子線路直接兼容;表面微機械加工就是利用集成電路中的平面化制造技術來制造微機械裝置。標準的工藝流程包括首先在單晶硅基片上交替沉積一層低應力的多晶硅層和一層用于腐蝕的氧化硅層，形成一個復雜的加工層，然后再對這個加工層進行光刻摹制，最后用氫氟酸對氧化硅進行蝕刻顯影。多次重復這一標準工藝流程就可完成表面微機械加工。利用這種加工技術生產的微機械裝置一般包括一層用作電連結的多晶硅層，一層或更多的機加工多晶硅層，它們形成各種機械部件，如懸臂梁、彈簧和聯動桿等等。由于整個工藝都基于集成電路制造技術，因此可以在單個直徑為幾英寸的單晶硅基片上批量生成數百個微型裝置。表面微機械加工技術的主要優點是，它充分利用了現有的生產工藝，對機械零部件尺度的控制與一樣好，因此這種技術和完全兼容。雖然表面微機械加工零部件的布局平面化使之和微電子電路容易集成，但是它同時也限制了表面加工，它制造的機械結構基本上都是二維的，因為機械結構的厚度完全受限于沉積薄膜的厚度。
復合微機械加工技術是體微機械加工技面微機械加工技術的綜合。它是在體微機械術和表面微機械加工技術的基礎上發展起來技術，具有體微機械加工技術和表面微機械術的優點，同時也避免了它們的缺點。
微加速度表的制作工藝流程如圖3.1所示：制作SOI片（圖3.1（a））;運用深反應離子刻蝕技術（DRIE）制作2μm寬的溝槽，在刻蝕的溝槽內淀積氮化硅（圖3.1（b））;刻蝕掉表面的氮化硅，運用標準的CMOS工藝制作界面和信號處理電路（圖3.1（c））;電介質清除，運用深反應離子刻蝕技術形成微結構，運用氫氟酸刻蝕氧化層（圖3.1（d））。
圖3.1 微加速度計制作工藝流程
3.2 本文擬采用的工藝和材料
經過前面工藝方法和材料的對比，本文擬采用SiC材料[8]，因其具有寬帶隙、耐磨損、耐腐蝕、高熱導率、極好的物理化學穩定性等特點，利用SiC材料制成的微通道在高溫、高頻、強腐蝕性應用環境如微噴或者微發動機等應用場合有著得天獨厚的優勢。SiC材料可以在Si襯底上淀積生長，大面積SiC可以相對容易地獲得，且價格低廉。
目前，微流體主要是基于半導體Si、玻璃、金屬或高聚物等材料制備的，傳統的制作方法是對玻璃和Si芯片進行刻蝕，并在此基礎上通過鍵合制成成品。這類方法需要對玻璃或Si芯片進行鍵合密封等復雜操作，另外，這類微液體系統難于在強腐蝕性、高溫等惡劣環境下使用。
本文選用的Si基微通道制備原理如下：首先在Si襯底片上刻蝕出微流體凹槽，凹槽之間留出臺面，凹槽尺寸及其在襯底片上的排布根據設計需要而定;采用化學氣相沉積法在該襯底片上淀積SiC薄膜材料，此層薄膜材料覆蓋微流體凹槽壁面，并在凹槽頂部閉合，形成封閉的微通道。利用半導體工藝在Si襯底片上刻蝕出微流體凹槽，凹槽用作后繼淀積工藝的模板。淀積SiC薄膜材料時，反應氣體同時在臺面和凹槽壁面反應成核，但反應物不易遷移到凹槽壁面，凹槽壁面的淀積速率比臺面的慢很多。SiC材料沿垂直臺面方向縱向生長，在縱向生長的同時，也進行橫向生長，隨著生長進度，相鄰臺面的橫向生長區域相互合并，將凹槽封閉起來，凹槽壁面由于缺乏反應物而不再淀積SiC薄膜，這樣就形成了一個封閉的微通道。
圖3.2 Si基Si通道制備工藝示意圖
4.總結
本論文介紹了利用水銀作為介質的微加速度開關原理，探索了制造工藝。下一步研究要依據流體力學基本原理建立了基本數學模型，并進行模擬。最終目標是實現抗高過載的低量程，接觸性好的加速度開關。
參考文獻
[1]陳光焱，何曉平，施志貴等.開關點電可調節的MEMS沖擊加速度鎖定開關[J].半導體學報，2007，28（8）：1295.
[2]陳光焱，何曉平，施志貴等.準LIGA微加速度開關的研制[J].微納電子技術，2003（8）：0312.
[3]蔣炳炎，謝磊，譚險峰等.流道截面形狀對微流體流動性能的影響[J].中南大學學報（自然科學版），2006， 37（5）：0964-06.
[4]PFAHLER J，HARLEY J，BAU H.Liquid transport in micron and submicron channels[J].Sensors and Actuators，1990，22（1/3）：431-434.
[5]李勇，江小寧，周兆英等.微管道流體的流動特性[J].中國機械工程，1994，5（3）：24-25.
[6]江小寧，周兆英，李勇等.微流體流動的試驗研究[J].光學精密工程，1995，3（3）：51-55.
[7]BALASUBRAMANIAN A K，BESKOK A，PILLAI S D，et al.In situ analysis of bacterial capture in a microfluidic channel[J].Journal of Micromechanics and Microengineering，2007，17（8）：1467-1478.
關鍵詞：工程師；培養模式；畢業設計；教學改革
畢業設計是高等工科院校教學計劃的重要組成部分，是學生從學校走向社會的最后一個實踐性、綜合性的教學環節，相對其他教學環節而言，它對進一步培養學生分析問題、解決問題的能力，全面提高畢業生素質，使之盡快適應社會需要起著更為重要的作用。
然而如何搞好畢業設計，各學校由于操作方法不同，結果也有很大差異。我校在機械設計制造及其自動化06級畢業設計中，本著面向工程師培養模式的教學目標，采用了模擬產品設計的教學改革方案，取得了較好的效果和經驗，并從中探討和研究了工程教育培養的目標、要求和方法等問題，對開展工程師培養模式的教學研究與實踐起到了積極的推動作用。
一、畢業設計教學方案的探索
我校是從2002年開始招收工科專業本科生的，作為專業課教師，從學生一入學就開始考慮如何開展畢業設計了。由于筆者和幾位教師正在研究和設計一種稱作支盤成形機的建筑地基施工機械，為此曾多篇，出版專著一部。在設計和研究的過程中，我們深深體會到作為一位機械工程師應具備的基本素質和能力，聯想到教學中的畢業設計，如果讓大學畢業生達到或基本達到能夠開展類似產品設計的程度和能力，將會對提高學校的教學質量和學生在就業中的競爭能力一定會有突出的收獲和效果。但是要完成這樣的設計，從教學計劃的時間上看是不可能的。于是，就考慮吸引部分機械設計愛好者，利用業余時間，開展第二課堂，進行模擬產品的設計。
這樣的教改思路與教研組教師和系領導通報之后，立即得到大家的肯定和支持，于是決定在06級學生中開展一次探索性的、非正規的教學改革：由學生自愿報名，利用業余時間，開展這項模擬產品設計的教學活動。
由于各方面工作都組織得比較好，設計工作進展順利，同學們很快就喜歡上了這項活動。并經教研組和系里研究決定，即以此業余教學活動為起步，延續到利用畢業實習和畢業設計時間，進行一次面向工程師培養模式的教學改革項目，設計題目確定為《ZPCXJ－×××／××××型支盤成形機結構及機加工工藝設計》。
二、設計課題的選擇及設計任務的確定
1．設計課題選擇的依據
(1)作者近年來一直進行此方面的科技研究和開發設計工作，手頭有這方面的研究資料和設計經驗，能夠方便地指導學生開展這項活動，這是能夠開展此項教改工作的外部條件。
(2)項目組主要成員在開展“支盤成形機”的設計研究過程中，充分體會到作為一個機械工程師，當他走上工作崗位后所面臨的主要問題和應具備哪些基本素質和能力。為此對學校的教學過程和方法進行反思，促進了開展教學改革和研究的創新，這是能夠開展此項教改工作的內部動力。
(3)這個課題的設計內容比較全面。其結構為一個涉及連桿機構、液壓裝置等的中等復雜程度的機械產品；其制造涉及車、銑、刨、鏜、鉆和磨削等各種冷加工技術，鑄、鍛、焊等各種熱加工技術和各種復雜的熱處理技術；其內容既包括機械設計，又包括加II藝設計。這不僅培養了機械工程師的整體能力和全面素質，更重要的是實現了教學目標。
(4)這是一個新產品，一個正在研究和開發的未定型產品。開展這樣的設計，不僅局限在機械設計的理念上，而且更具有產品開發的意義，這又激發了學生的創新精神和創造意識。
(5)這不僅是一個傳統的學科，而且還可以和其他學科緊密結合形成一門新的邊緣學科。因為學生必須在了解工程地質、地基基礎和建筑施工等方面的基本知識后，方可進行設計。這是實現現代教育思想，培養新世紀寬基礎、跨學科人才的重要手段，也是開展此項教改工作的更高層次的目標。
2．設計內容和要求
(1)關于設計題目
設計題目雖然只有一個，但原始數據每人一組，設計的結果在方案上可以是相同的，但其計算結果、圖形結構形狀和尺寸等是完全不同的，這樣不僅保證學生的設計必須要由自己親自完成，同時還將這個產品開發為一個系列化產品。這樣有利于學生在設計過程中互相協作、交流和溝通，充分發揮其主觀能動性，去分析、研究并最終找到一個共同的解決方案。當然，也有不能達成一致意見的，或由指導教師確定，或者干脆就保留幾種不同的方案，形成明顯的對比，更有利于學生創造性思維的發揮和創新精神的培養。
(2)關于設計任務
按照項目組的教學實施計劃，本次設計要求每位同學完成如下任務：
①設計任務的內容。對“支盤成形”設備的總體設計和其兩個主要部件――“工臂工作機構”和“推力液壓缸”，從幾何參數計算、結構原理設計、結構尺寸和強度等設計、裝配圖設計、全部60多個零件及精度設計、大部分零件加工工藝設計、復雜零件的數控加工編程等進行全面設計。
②設計成果的形式。設計成果要求同學完成《支盤成形機設計計算說明書》、“設備工作系統示意圖”、“總體設計外形圖”、“各主要部件裝配圖”、“主要部件全部零件圖”、“大部分零件加工工藝卡”、“個別復雜零件數控加工程序”等。
三、設計過程中的知識運用和能力培養
1．知識準備和課題調研
首先是由同學自學《擠擴支盤樁及其成形設備――技術與應用》等書籍；查閱有關資料，了解本設計課題的服務對象、應用價值和國內外最新動態等。這是一個知識準備過程，同時也是一個自學能力和資料檢索能力的培養過程，更是一個有目的、自覺的課題調研過程。
之后，帶領學生深入地基施工現場，進行現場調研和方案構思或方案設計。這個過程非常重要，是學生進行理論聯系實際的重要方式，是激發學生應用自然科學知識，發揮自己的主觀能動性，認識和改造世界，開展創新的良好切入點。
2．設備總體設計方案的確立
首先要考慮設備的作用是什么?設計要解決的主要問題是什么?在合理規劃設備的工作過程和基本要求、設備工作機構的工況特點和動作要求等的基礎上，還應考慮設備工作過程中可能出現的其他問題等。分析和研究之后，即可擬定出“支盤成形機”工作機構的工作原理圖、設備配套裝置及工作系統圖和整個設備的機械傳動系統及液壓傳動系統圖。
這個設計過程是十分復雜的，需要機械專業方面的基本知識，還需要設備服務對象的基本知識。學生把在大腦中的形象思維轉變成產品模型的初步設計方案的過程中，常常會出現多種設計方案，需要進行比較和優化，經過多次修改或迭代，最終確定合理方案。
3．設計原始數據及技術參數的確定
一些設計只有其原始數據還遠遠不夠，必須經過進
一步的分析和計算確定一些其他必要的技術參數，方可進行下一步設計。這些參數的確定，常常要運用數學和力學等理論知識進行詳細精確的分析和計算，確保設計能夠科學合理，這是對學生開展技術設計的思想意識、從事技術工作的負責精神和精益求精的科學態度的考驗和培養。
4．部件結構設計及計算
機身及推力液壓缸連接裝置的設計及校驗計算，機身及工臂工作機構主要結構尺寸及其各連接結構件的設計和校驗，零件圖設計等。推力液壓缸各缸體內、外徑的設計計算，推力液壓缸推、拉力的計算，推力液壓缸的主要結構件尺寸及其各連接結構件設計和校驗。最后完成機身及工臂工作機構和推力液壓缸的裝配圖設計和全部零件圖設計等。
設計計算的知識涉及機械制圖、理論力學、材料力學、機械設計、機械原理、液壓傳動與控制等專門知識。這是檢閱學生基礎知識學習扎實與否的重要環節，是對學生進行機械產品設計基本功的強化訓練，是學生能否成為一個合格工程師的必然途徑。
5．零件及其精度設計
零件精度設計是一項看似容易，實際復雜的工作。它是機械設計與機械加工工藝設計有機聯系的紐帶，是機械工程師必須具備的關鍵技能。機械設計是否合理，能否達到設計的要求和理想目的，零件能否加工制造，產品成本是否科學合理等一系列指標，都與零件的精度設計有關。計算和經驗雖然在零件精度設計中非常重要，但通過產品的試驗和試生產，發現缺陷與不足，進而加以適當的改造才是更重要的一環。
6．部分或全部零件的加工工藝設計
機械加工工藝設計所涉及的知識包括公差配合、機械制造工藝學、金屬切削機床與刀具、裝備設計、數控技術和CAM等一系列相關專業課。
機械加工工藝過程由若干個工序組成。機械加工中的每一個工序又可依次細分為安裝、工位、工步和走刀。不管什么樣的生產類型都要求有較為細致的組織分工及合理的機械加II藝規程。作為一個現代化的機械設計制造工程師，必須具備快速并且合理的設計工藝路線和填寫工藝卡片的能力。此外，對一些高精度零件，還進行了數控加工程序設計，培養和強化了學生數控編程的實際工作能力。
7．技術文件的編制
技術文件主要是畢業設計說明書及其相關附件等。這些文件是對整個設計過程的全面記錄和總結，是體現設計者的思想、意志和行為的書面文件，是完成設計任務的重要標志，是設計者介紹設計成果、產品價值和使用說明等的重要手段。編制這些技術文件時，學生需熟練掌握各種計算機辦公軟件的使用，從而成為一個現代化辦公技術應用和信息技術應用的行家里手。
四、教改成果
1．知識應用比較寬闊。學生在進行畢業設計的過程中，不僅對其所學的專業知識進行了一次比較全面、細致的應用，而且還解決設計中的實際問題，特別是機械與建筑的有機結合，使學生的知識面得以拓寬，這是培養多學科、跨專業的現代化復合型人才的有益探討和有效途徑。
2．能力培養十分全面。這樣的畢業設計對學生的能力培養是多方面的。比如分析問題和解決問題的能力，跨學科、跨專業綜合分析問題的能力，計算機輔助設計和辦公軟件的應用能力，產品設計和開發的基本能力，機械設計及機械制造的基本能力，科學研究和技術創新的初步能力，自學能力和資料檢索能力，論文的撰寫能力等。
3．學生素質得以提高。在培養學生能力的過程中，學生的素質也得以大幅度提高，主要體現在如下幾個方面：理論聯系實際、改造世界的創新精神和創造意識，新產品設計與開發的意識、創業意識和市場意識，團隊精神和協作意識，精益求精的工作態度，認真負責的工作精神，用于科學工程技術描述和論證的文學素養等。
4．教師能力有所強化。通過這樣的畢業設計，使教師的科研能力和教學水平得到有效強化，顯然，這也是培養具有較強實踐工作能力、教學科研能力和創造能力的，符合時代特色和要求的合格教師的有效途徑，是加強大學師資隊伍建設的有效手段。
5．教學質量得到保證。由于這種教學模式科學合理，教師在指導中方法得當、孜孜不倦，學生在設計中克服困難、全力以赴、興趣盎然，因此取得了良好的效果，教學質量得到保證。
五、存在的主要問題
【關鍵詞】化工機械；設計；材料
1引言
隨著社會生產力的發展，化學工業的生產進入到一個全面發展時期，新的技術與手段層出不窮，使得化學工業得到更大規模的生產和發展，為人們的生活和社會的發展增添了大量的物質財富，加快了社會發展進程。在化工機械設計過程中，選擇優質且合適的材料至關重要。做好這一項工作，不僅有利于促進化工生產的發展，提高設備工作效率，而且也有利于提高整體的經濟效應，促進發展。
2在化工機械的設計過程中材料的選擇探討
在我國經濟快速發展這一背景之下，資源的需求以及利用趨勢日益上升，目前大多數用于機械設計的相關材料已經被大量開采，甚至于有些材料已經成為稀缺資源，因此，在化工機械設計過程中對于材料的選擇方面更要慎重。在此討論在化工解析設計過程中哪些材料是適合機械設備設計過程的，以此為后續的材料應用奠定基礎。
2.1對于載荷型材料的選擇
在化工機械的設計過程中，一般來講，對于材料的選擇方面需要考慮材料的載荷性能，而從材料的載荷性能考慮的話，又可以分為兩個方面。一是在外載荷力的作用下，零部件出現扭轉的情況時，應力大多集中在材料的表層，這就表明，材料的表面性能直接決定著零部件的控制效果。因此，在材料的選擇方面，假若機械材料需要承受載荷力，就可以選擇低碳鋼滲碳或者是中碳鋼調質的方式對材料進行加工，通過以上方法來確保機械產品的質量[1]。二是對于一些能夠承受壓縮或者是拉伸作用的材料，載荷力一般是作用在零件的橫切面，可以使得橫截面的應力均衡受力，這就需要在化工材料的選擇方面選擇一些性能分布均勻的材料，以此來保障在機械設計的加工、生產等環節對材料進行高效作業，促進化工工業的發展。
2.2對于碳素鋼與合金鋼型材料的選擇
在化工機械的設計過程中，碳素鋼是一種比較常用的材料，究其原因，正是因為碳素鋼這一材料在價格方面比較實惠、加工的工藝也比較便利，從而被廣泛使用。盡管碳素鋼這一材料存在多個方面的優勢，但是也存在碳素的韌性和強度比較差這一缺點，這就使得中等以上的材料不能被完全形成，正是由于這一缺點的存在促使碳素鋼這一材料不能被廣泛使用在化工機械設計過程中。隨著科技的進步與發展，可以在碳素鋼中加入合金，從而形成一種新的材料，即為合金鋼[2]。這一材料在淬透性、韌性、強度等方面都得到了較大的提高，并且由于合金的加入也提高了這一材料的耐磨性。因此，在化工機械的設計過程中，為了充分利用材料，當遇到零部件橫截面積大、材料外在荷力大以及需要對材料進行淬透時就可以使用合金鋼這一材料，而其他情況則使用碳素鋼就可以得到解決。
3在化工機械的設計過程中材料的應用探討
在了解化工機械的設計過程中所需要使用的材料之后，如何將所選擇好的材料應用于化工機械中呢？為此，論文就針對于此，提出以下幾個方面的探討和研究。
3.1經濟性與實用性相結合，合理應用機械材料
針對化工機械設計材料的運用，首先要遵循經濟性與實用性相結合的原則，為化工機械的設計奠定基礎。材料運用的經濟性與實用性的統一，需要充分考慮到兩個方面的內容。一是應用于機械設計中的材料要按照零部件的加工工藝標準，機械加工過程中所要使用的工藝技術也有多個種類，如切削工藝、鑄造工藝、焊接工藝等，不同的工藝技術對材料的運用要求也是不同的，比如說切削工藝要求材料的應用符合切削工藝可操作性特征，因此，在材料的應用過程中要在工藝技術不同要求的基礎上合理使用。二是需要強調材料應用中的經濟性，在化工機械設計過程中，在保障各項材料符合工藝要求的前提之下，科學合理地對材料加工成本進行有效的控制，從而為后續工作的順利開展奠定基礎[3]。
3.2環保性與節能性相結合，減少機械材料的損耗
針對化工機械設計材料的運用，需要在使用的過程中遵循環保性與節能性相結合的原則，從而有效提高資源利用率。隨著我國經濟的快速發展，不斷增長的經濟與不斷消耗的資源成為主要的一組矛盾，如果一味地追求經濟效益，勢必會給社會的發展帶來不利的結果，因此，對于化工機械設計材料的選擇，不僅要考慮到對環境的保護，也要考慮到成本的輸出。在化工機械的設計過程中，做到環保性與節能性的統一，有利于促進我國生態環境社會的發展和建設，也是可持續發展對化工機械設計工作所提出的新要求。比如說，在機械設計鑄件的環節中，就需要充分考慮這一環節所使用到的材料在環保方面的問題，在環保觀念下盡可能地合理使用材料，在最大程度上節約原材料和成本，減少不必要的能源消耗，從而做好化工機械設計工作。
4結語
機械設備是化工生產正常且穩定運行的一個先決條件，而在機械設計過程中對材料的選擇和應用是機械設備設計中關鍵性的一個環節，也已經成為一個深受社會大眾關注的問題，由此可見，做好化工機械設計中材料的選擇，并且在此基礎上進行合理的運用至關重要。為此，論文就以此為主要的討論方向，針對在化工機械設計過程中如何做好材料的選擇工作，并且在此基礎上進行合理地運用，促進化工機械設計工作得到順利開展，從而提高化工機械設備的工作效率，進一步提高化工生產的質量。
【參考文獻】
【1】趙忠國.機械設計中的材料的選擇和應用[J].科技風，2011(17)：58.
【2】麥志文.機械設計中材料的選擇與應用原則[J].企業導報，2015(21)：183.
關鍵詞：數控加工技術；特點；應用
在機械制造業不斷發展的今天，數控加工技術得到了越來越廣泛的應用，并為推動機械制造業的自動化、數字化、快捷化、網絡化發展做出了突出的貢獻。為更好地發揮數控加工技術的優勢，必須提高對數控加工技術的正確認識，并對數控加工技術進行相應的改進與完善。
1數控加工技術的特點
1.1數控加工技術的產生背景
在科學技術日益進步的背景下，機械制造業生產產品的復雜性逐漸加大，基于這樣的原因，對產品生產效率、生產質量的要求也在日益提高。信息技術、計算機、軍工、汽車制造、微電子以及航空航天等諸多行業中，各種零部件的結構改型頻繁、形狀復雜各異，基于這樣的原因，傳統機械制造業中零部件加工難度大、精度高、生產效率低、質量差的問題逐漸暴露出來[1]。為有效解決這些問題，數控加工技術這一以機械加工過程的智能化、自動化為主要手段的技術應運而生，并迅速得到了廣泛的應用。
1.2數控加工技術的內涵
數控加工技術是一種應用十分廣泛的現代化加工手段，其綜合應用了精密機械、自動檢測、自動控制以及計算機等高新技術。數控加工技術是在加工機床上利用數字化控制系統完成對整個零部件的加工[2]。也就是說，數控加工技術是，在數控機床上加工零件的一種工藝技術，同時，其在現代化機械制造技術中占據著基礎性的地位。通過數控加工技術的有效應用，可以完成以往很難甚至無法進行的曲面零部件的加工，同時，其在加工準度、精度上均較為理想。數控加工技術在機械制造業中的廣泛應用，使得傳統普通機械逐漸被數控機械替代，從而給傳統制造業造成了巨大的沖擊與革命性的挑戰。這樣的背景下，數控加工技術的普及程度與水平，已成為一個國家機械制造業發展水平與發展程度的標志，也是一個國家工業現代化水平、綜合國力與競爭力的重要衡量指標。
1.3數控加工設備的工作原理
隨著計算機技術的迅速發展，以計算機、電子設備為主的數控加工設備得到了一定的改進與優化，從而在很大程度上推動著數控加工設備的通用化、系列化、標準化發展。通常情況下，數控機床主要由機床本體、輔助控制裝置、伺服驅動及位置檢測、數控裝置、輸入裝置、程序載體、程序編制等部分組成。數控裝置是數控機床的核心部分，其工作原理如下：數控裝置接受輸入裝置輸送或者是在內部存儲器中取出一段或多段數控加工程序，并經過邏輯電路進行編譯、運算、邏輯處理，最后輸出各種控制指令、信息，對機床各部分的工作進行控制，使機床各部分能夠按照規定進行動作與有序運動。
1.4數控加工設備的編程
與普通加工機床相比較而言，數控加工設備存在著很大的不同，原因在于，執行各項功能的時候，數控加工設備必須完全接受數控裝置程序的控制。也就是說，數字加工設備必須在計算機程序有效控制之下來進行運作。基于這樣的原因，數控加工系統是否能夠得到有效運用，主要取決于程序設計是否合理，只有保證編程程序切實有效、科學合理，才能有效控制數控機床進行自動化加工。一般情況下，數控加工設備的編程內容主要包括：第一，全面了解整個零件的設計圖紙，特別是要注意曲線交點、圓心以及基本坐標點等基本數據。參考零件圖中點、線、面之間的相互關系，來進行坐標轉換或者是構建方程，從而為有效實施數控系統編程奠定良好的基礎；第二，細致地分析整個數控加工系統的具體操作，制定有針對性的加工工藝流程[3]；第三，結合計算機特點、數控加工系統的具體狀況，來編制數控系統程序，同時，也要保證所編制的程序能夠得到合理、有效的應用；第四，確定機床各部分移動軌跡的數學關系。
2數控加工技術的應用
2.1數控加工技術的應用范圍
數控加工技術的通用性、適應性相對較強，加工精度較高、加工質量也比較穩定，因此，具有經濟效益好、生產效率高的優勢特征。因為數控加工技術能夠進行復雜生產，也可以改善工作條件、減輕勞動強度，有利于提高生產率，所以，對數字加工技術進行合理選擇、有效應用，不僅能夠提高企業的競爭力，還可以大大提高經濟效益。數控機床是高度自動化的一種機床，也是實際生產中數控加工技術的一種具體運用，相比較于傳統的普通機床，數控機床有著諸多優勢，因此，數控機床得到了越來越廣泛的應用。但是，數控機床也是一種高度機電一體化的產品，制作成本、技術含量均比較高，因此，操作難度較大、對操作人員技能水平的要求較高、后續保養維護與維修費用較高[4]。這樣的前提下，站在經濟角度上，數控機床通常情況下主要適用于對以下幾種零件進行加工：小批量、多品種零件；需要最小周期生產的一些急需零件；不允許報廢、價格昂貴的關鍵零件；需要頻繁進行改型的特殊零件；精度要求較高、結構比較復雜的精密零件等。
2.2數控加工與數控編程的應用流程
機械制造業中所應用的數控加工技術包括數控機床加工以及數控編程兩種，其中，零件加工編程質量的優劣，直接決定著產品的實際生產質量，因此，必須加強對數控編程技術的重視。首先，數控機床加工的流程如下：生產者根據零件設計圖中的要求來進行加工，對于設計圖中的一些標準與標注，必須如實反映在零件加工過程中。對于數控加工程序來說，主要是通過把加工的具體尺寸轉化為數字代碼，以完成加工參數的轉變、零件加工工藝，NC系統根據數字內容，來完成零件加工數控命令以及相應的輔助，從而高效完成零件的加工。其次，數控編程也被稱為編制零件數控加工程序，指的是通過參考被加工零件的技術工藝以及圖紙，根據規定的格式、數控系統中的指令，來編制成加工程序文件的這一過程。數控加工程序的科學編程，是生產出高質量零件的前提保障，也是提升整體合格率的有效措施。準確掌握數控加工設備的所有功能，從而實現對數控加工設備的有效利用，有利于降低使用數控加工設備的危險性，讓工作人員能夠更加安全地進行操作。一般情況下，數控編程主要由5個部分組成：分析零件圖樣；對零件相關技術參數進行數字化處理；零件工藝處理、編程單的編程；輸入數控編程；檢驗數控程序[5]。為了做好數控編程，必須切實掌握、正確認識加工零件圖紙中的具體要求，并要全面了解圖紙中的相關工藝要求，同時也要選擇科學、合理的加工方案，盡可能地實現質量、經濟性兩者之間的平衡；應根據提前制定的加工工藝來處理加工順序、加工路線，熟練掌握具體的加工刀具、加工參數；盡可能地實現數控加工設備效果的最大化，也要盡量減少換刀次數，來提高數控生產效率。
3結語
綜上所述，進一步認識數控加工技術的特點、熟悉數控加工技術的應用范圍，有利于實現數控加工技術的有效應用，也有利于提高數控加工的有效性與準確性。在科學技術不斷進步的時代背景下，相信未來數控加工技術會得到不斷的改進與完善，為推動石油化工裝備和機械制造的發展做出更好的貢獻。
作者:張金東 單位:中信戴卡股份有限公司
參考文獻：
[1]陳震.淺析數控加工技術在模具制造中的應用[J].科技展望,2015,(20):168.
[2]李俊男,趙強.數控技術在機械加工技術中的應用研究[J].科技經濟市場,2015,(04):17.
[3]崔祥友.淺析機械加工中數控技術的應用[J].科技經濟市場,2015,(03):16.